FIELDVUE Diagnostics를 활용하여 마찰력을 줄이고,전력 감소를 방지함으로써, 274,000 달러를 절약한 원자력발전소

[월간 무인화기술 1월호]

<Application Story>

FIELDVUE Diagnostics를 활용하여 마찰력을 줄이고,

전력 감소를 방지함으로써, 274,000 달러를 절약한 원자력발전소

에머슨 프로세스 매니지먼트

 

 

 

FIELDVUE DVC6200 디지털 밸브 컨트롤러는 원격으로 설치되어

까다롭거나 위험한 환경에서 제어 밸브를 모니터하는데 이용될 수 있다.

 

결과
ㆍ최소 24시간이 소요되는 전원 차단(power-down) 및 재시작(re-start) 프로세스 방지
ㆍ50%의 전력 감소 방지
ㆍ누출 밸브를 라인(line)에서 고립 및 제거하지 않고 수리 가능

 

활용
가압수형 원자로(PWR)에 대한 급수 제어

 

고객
미국 플로리다 주의 원자력 발전소

 

문제점
설치시기에 플로리다 원자력 발전소의 인근 50 miles에는 약 300만 명의 인구가 거주하고 있었으므로 안전과 신뢰성이 무엇보다도 중요했다. 발전소의 모회사는 현장에 두 곳의 트윈형 리액터(twin-reactor) 원자력 시설을 포함하여, 현장에 다섯 곳의 발전소를 운영하고 있었다. 이러한 원자력 발전소 내에는 690 megawatt의 출력을 지닌 고압 터빈 한 대와 저압 터빈 두 대에 증기를 공급하는 Westinghouse Pressurized Water Reacotrs(PWRs)가 존재하고 있었다.
이 시설은 각 PWR 리액터 상에 세 개의 주 급수 조정 밸브를 지니고 있다. 에머슨 이외의 제조사가 제조한 Fisher 473 액추에이터의 밸브와 원격 설치된 FIELDVUETM디지털 밸브 컨트롤러가 보일러의 급수 플로우와 레벨을 제어한다. 단수 중 플랜트의 운영자는 밸브의 패킹(packing)을 변경하였고, 이를 다시 라인 상에 위치시켰다. 그러나 몇 주가 지나지 않아 엄청난 패킹의 누출이 있다는 것이 발견되었고, 기술 지원을 위해 현지의 에머슨 판매처에 연락을 취해 왔다.
에머슨의 현지 사업 파트너인 Key Controls의 밸브 엔지니어에 따르면, “화석 연료 플랜트의 경우에는 패킹을 조이는 것만으로 문제를 해결할 수 있지만, 원자력 밸브는 특정 스트로크 속도(stroking speed)를 지정하는 안전 기능을 지니고 있습니다. 따라서 최대 마찰 값을 초과하지 않는다는 증거 없이는 패킹을 조일 수 없습니다”라며 완전한 밸브 스트로크 없이는 일반적인 휴대용 진단 루틴 기기로 마찰력을 측정할 수 없었다고 덧붙였다.

 

해결책
따라서 에머슨의 인력이 이 플랜트의 자산 최적화 엔지니어와 함께 작업하여 이전에는 결코 실행해보지 않았던 해결책을 내놓았다. FIELDVUE 기기의 Performance Diagnostics(PD)로 밸브의 마찰력을 측정한 것이 바로 그것이었다. 에머슨의 인력들은 Emerson Educational Services를 통하여 ValveLink 소프트웨어 스쿨 과정을 완수하였으므로, 이 AO 엔지니어는 진행될 계획에 대해 자신이 있었다. 그는 1 인치 샤프트(one-inch shaft)와 라이브 로드 패킹(live-loaded packing)에 대하여 9-10 pound의 마찰력만이 표시되었으므로, 초기의 설정이 잘못되었다고 생각했다. 
Key Control의 인력이 이 엔지니어와 협력하여 FIELDVUE 기기의 명세서가 올바르다는 것을 확인 및 확증했다. 올바른 마찰값은 150 pound였다.
패킹(packing)이 너무 헐거워졌으므로 이를 통해 흘러나온 물의 윤활작용으로 인해 마찰값이 10 pound로 낮게 측정되었던 것이었다. 이들은 패킹을 조이고 마찰값을 측정하였고, 이를 최대 150 pound로 높여놓았다. AO 엔지니어는 누출 문제를 성공적으로 해결하였다고 Key Controls 측에 알렸다.

 

결과
마찰력을 측정한 PD 테스트가 밸브 작동되는 상태에서 실행되었다. 두 대의 증기 발생기(평상시 전력 생산의 50%)로 플랜트를 운영하고, 밸브를 고립화한 후 수리하고 재가동하는 것만이 밸브를 수리할 수 있는 또 다른 유일한 방법이었다. 이러한 방법을 이용하면 최소 24 시간이 소요되며 최소 274,000 달러(USD)의 비용이 소비되었을 것이다. FIELDVUE 기기의 진단 루틴 기능으로 유지관리 팀은 이러한 불행한 상황이 일어나는 것을 방지할 수 있었다.

 

 

“밸브 누출이라는 사건에 직면하여,
저희는 Performance Diagnostics를 사용하여 누출 밸브의 마찰력을 측정할 수 있었을 뿐만 아니라,
문제를 고립화하여 해결할 수 있을 만큼 충분히 발전소의 전력을 감소시킬 수 있었습니다.
실질적으로 선택할 수 있었던 유일한 방법은

FIELDVUE 디지털 밸브 컨트롤러를 사용하는 것뿐이었습니다.”
- 미국, 플로리다주 원자력 발전소 Maintenance Manager-